7电磁感应现象.pptVIP

17.1 電磁感應現象 2 感生電流的方向 完 結 返 回 例題 1 線圈的感生電流 (a) 指出感生電流的方向，並加以解釋。 (ii) 在感生電流改變方向的瞬間， 感生電流的大小為零。 * * 17.1 電磁感應現象 熱　身 引　言 感生電壓 感生電流的方向 應　用 進度評估 1 ? E 你有沒有想過，如果我們使導線在磁場內運動，反過來可產生電流？ ? 熱　身 認為一定有電流產生 認為一定沒有電流產生 1 2 3 4 5 0 引　言 1831 年，英國人法拉第 (Michael Faraday) 和美國人亨利 (James Henry) 各自發現： 改變中的磁場可以產生電流 這種現象稱為電磁感應 (electromagnetic induction)。 實 驗 17a 研究電磁感應現象 研究當導體與磁鐵有相對運動時所產生的感生電壓。 光束檢流計 10 匝的線圈 磁鐵 (i) 磁鐵插入線圈中， (ii) 磁鐵放置在線圈中停留一會， (iii) 磁鐵從線圈中拉出來。 在下列情況中，觀察檢流計的光標怎樣偏轉。 實 驗 17a 研究電磁感應現象 然後，把一段導線／線圈在兩塊平板形磁鐵之間移動。 接光束檢流計 接光束檢流計 改變以下條件： (i) 導線移動的速率 (ii) 磁鐵的數目／磁場強度 (iii) 線圈的匝數 實 驗 17a 研究電磁感應現象 錄像片段 1 感生電壓 當磁鐵插入線圈時： 光標偏轉到一邊 ? 感生電流 當磁鐵停止移動： 光標返回中央的零點位置 ? 沒有感生電流 當磁鐵被拉出線圈時： 光標偏轉到另一邊 ? 感生電流方向相反 1 感生電壓 結論： ? 無論磁鐵移近或移離線圈都會產生電壓，稱為感生電壓(induced voltage)。 ? 磁鐵靜止不動 ? 沒有感生電壓 ? 感生電壓使電流環繞電路流動，這電流稱為感生電流。 1 感生電壓 當導線經過磁場時 ? 電壓會在導線內產生 如果導線停止移動／只向側移動（即與磁場平行） ? 不會產生電壓 1 感生電壓 實驗的兩個部分也證明感生電壓可用以下方法增強： ? 加快移動導線／線圈或磁鐵的速度， ? 改用更強的磁鐵， ? ? 圍繞磁鐵的線圈匝數／? 圍繞磁鐵的導線長度 1 感生電壓 從以上的結果可以推斷出： 導體切割磁力線時，會產生電壓。 ? 法拉第電磁感應定律： 導體中感生電壓的大小，與導體切割磁力線的速率成正比。 實 驗 17b 利用數據收集器研究線圈內的感生電壓 研究感生電壓的大小如何受以下因素影響： (i) 線圈的匝數，和 (ii) 磁鐵移向及移離線圈的速率。 磁鐵 線圈 實 驗 17b 利用數據收集器研究線圈內的感生電壓 錄像片段 2 感生電流的方向 我們可用兩種方法來推斷感生電流的方向： a 弗林明右手定則 b 楞次定律 這只是一個找出力、磁場和電流方向的方法（不是定理。） 2 感生電流的方向 a 弗林明右手定則 導線穿過磁場的磁力線時…… 運動或力 F 磁場 B 感生電流 I 2 感生電流的方向 b 楞次定律 感生電流阻礙磁鐵離開線圈（磁鐵被吸引） 感生電流阻礙磁鐵進入線圈（磁鐵被排斥） 2 感生電流的方向 在這兩種情況下，磁鐵的運動都受阻。 這些阻力做了功，把動能轉換為電能。 感生電流總是與產生它的運動抗衡。 b 楞次定律 線圈的感生電流 E 問　題 ? 例題 1 3 應　用 a 動圈式微音器 它的運作原理是怎樣的？ 3 應　用 當有人說話時， 膜片就會振動。 聲波 磁鐵 膜片 可動線圈 振動 ? 帶動線圈在磁鐵兩極之間上下移動 ? 線圈產生感生交流電（頻率與聲波一樣） a 動圈式微音器 3 應　用 b 磁帶的錄音和放音過程 磁帶： 它是一條長長的塑膠帶，表面塗上一層磁性微粒。 磁性微粒的作用就好像細小的磁鐵一樣。 3 應　用 錄音時： 錄音磁頭 磁帶 在新的磁帶上，磁性微粒（小磁鐵）隨機排列 以「磁」的形式把聲波「抄錄」下來！ 交流電 交流電產生交變的磁場 ? 把磁性微粒磁化 磁性微粒按照特定的方式重新排列 （軟鐵心） I 3 應　用 放音時： 連接到揚聲器的感生交流電 磁性微粒（像「磁鐵」一樣）移入 磁帶以勻速移動 被「抄錄」下來的交變磁場 ? 使磁頭的鐵心產生一個交變的磁場 I 交變的磁場感生交流電 放音磁頭 磁帶 （軟鐵心） 3 應　用 磁帶的錄音和放音過程： I 隨聲音而變化 錄音磁頭 磁帶以勻速移動 放音磁頭 磁帶 錄音： 磁化磁帶 放音： 磁帶使線圈感生交流電 到放大器及揚聲器去的感生交流電 3 應　用 磁帶的錄音和放音過程： 錄影帶的原理與錄音帶一樣，只是過程更加複雜。 1 下列哪種情況不會在線圈內…… 2 檢流計的指針會怎樣偏轉？ 進度評估 1 A 磁鐵移離線圈。 B 線圈移離磁鐵。 C 磁鐵和線圈同時向右移動。 D 以上各項皆不正